發(fā)布時間：2024-12-21 08:48

　　如何進一步提升高強度鋼的超高周疲勞(VHCF)性能以更好地滿足構(gòu)件長壽命化安全服役的需要是近年來鋼鐵材料工作者面臨的新挑戰(zhàn)。本論文在自然科學(xué)基金項目“貝/馬復(fù)相高強鋼超高周疲勞行為及非夾雜起裂機理的研究”支持下,探究了提升系列貝氏體/馬氏體(B/M)復(fù)相鋼的超高周疲勞性能的方法,實驗分析了B/M復(fù)相高強鋼的超高周疲勞裂紋萌生機理,尤其是內(nèi)部非夾雜起裂的裂紋萌生微觀機理;同時研究了鈮微合金化及淬火-配分(Q&P)熱處理工藝對貝/馬復(fù)相鋼微觀組織及強韌性的影響。本論文設(shè)計并制備了4種不同化學(xué)成分的B/M復(fù)相鋼,采用電渣重熔等純凈化處理,Nb-微合金化處理和先進的熱處理(Q&P、BQ&T)工藝,降低鋼中最大夾雜物尺寸,細化了鋼的組織,增加了納米級膜狀殘留奧氏體的含量,最終得到10多種不同組織類型的高強鋼,然后分別對其進行超聲波疲勞試驗。通過實驗發(fā)現(xiàn),Nb-微合金化鋼和經(jīng)Q&P工藝處理的鋼軌鋼的疲強比(疲勞強度/抗拉強度)均達到0.55,高于目前文獻報道的其他高強鋼。同時,本文分析了各因素對高強鋼超高周疲勞強度提升的機制。研究發(fā)現(xiàn),在超高周次疲勞加載過程中,相比其...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 材料的疲勞研究
    1.3 超高周疲勞的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超高周疲勞的主要特征
        1.3.2 超高周疲勞失效機理研究
    1.4 鋼鐵材料的超高周疲勞
        1.4.1 夾雜物對超高周疲勞的影響
        1.4.2 超高周疲勞起裂機理的研究
    1.5 貝氏體高強鋼的疲勞研究
        1.5.1 貝氏體高強鋼
        1.5.2 貝氏體鋼疲勞研究
    1.6 本文的研究思路與內(nèi)容
第2章 實驗材料和方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 超聲波疲勞實驗
        2.2.2 微觀組織觀察及殘留奧氏體的測量
        2.2.3 常規(guī)力學(xué)性能檢測
        2.2.4 疲勞裂紋擴展速率試驗
        2.2.5 CCT曲線測定
        2.2.6 EBSD樣品制備
        2.2.7 夾雜物等級評定
第3章 Mn-Si-Cr系B/M復(fù)相鋼組織調(diào)控與性能
    3.1 Nb-微合金化對B/M復(fù)相鋼組織與性能的影響
        3.1.1 Nb對B/M復(fù)相鋼相變溫度的影響
        3.1.2 Nb-微合金化B/M復(fù)相鋼組織和性能
    3.2 淬火-分配（Q&P）工藝在B/M復(fù)相鋼中的應(yīng)用
    3.3 鋼軌鋼的組織與性能
        3.3.1 鋼軌鋼的相變特征
        3.3.2 不同熱處理工藝下鋼軌鋼的力學(xué)性能和顯微組織
        3.3.3 鋼軌鋼的相變熱力學(xué)分析
        3.3.4 顯微組織的表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章B/M復(fù)相鋼超高周疲勞性能提升及其機理
    4.1 純凈化對提高超高周疲勞性能的作用
    4.2 Nb-微合金化對超高周疲勞性能的影響
        4.2.1 Nb-微合金化鋼的超高周疲勞性能
        4.2.2 Nb的作用
    4.3 微觀組織對超高周疲勞性能的影響
        4.3.1 不同組織形態(tài)的 3
        4.3.2 鈮微合金化鋼組織因素對疲勞性能的影響
    4.4 殘留奧氏體對超高周疲勞性能的影響
        4.4.1 BQ&P鋼的疲勞性能
        4.4.2 BQ&P鋼的疲勞斷口
        4.4.3 殘留奧氏體對超高周疲勞性能的影響
        4.4.4 貝/馬復(fù)相高強鋼臨界夾雜物尺寸的分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章B/M復(fù)相鋼超高周疲勞起裂機理
    5.1 超高周疲勞非夾雜起裂機理
        5.1.1 非夾雜起裂斷口形貌
        5.1.2 非夾雜起裂的GBF區(qū)
        5.1.3 非夾雜起裂的裂紋形核過程
    5.2 非夾雜起裂模型
    5.3 夾雜物起裂的研究
    5.4 競爭機制
    5.5 本章小結(jié)
第6章B/M高強鋼疲勞裂紋擴展行為及機理
    6.1 鋼軌鋼的裂紋擴展行為
        6.1.1 裂紋擴展速率與疲勞門檻值
        6.1.2 裂紋擴展路徑
        6.1.3 疲勞擴展區(qū)形貌
    6.2 Nb對裂紋擴展行為的影響
    6.3 本章小結(jié)
第7章 全文結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
    個人簡歷
    發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：4018728